摘要：电力电子技术，也被称为功率电子技术，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是一门新兴的应用于电力领域的电子技术。现代电力电子技术是以高新技术知识为基础的一种知识密集型技术综合，是强弱电相结合的新学科，一方面它是电子学在高电压、大电流等强电或电工领域的一个分支，另一方面它也是电工学在低电压、大电流等电流弱电或电子领域的一个分支。当前，电力电子技术与微电子技术的结合已成为当今技术发展的主流。电力电子技术的应用，贯穿在电能的获取、传输、变换和利用的几乎每个环节，使用电效率、节能效益、供电质量大大提高。电力电子技术的应用电气自动化中发挥越来越重要的作用，为电能的产生和利用搭起了桥梁，为电能的输出、应用提供了更好的方式和平台，从根本上提高了电能的应用效率。本文通过介绍电力电子技术的发展及应用，阐述了电力电子技术在国民经济中的重要作用。
关键词：电力电子技术；功率器件；逆变；能源
引言：电力电子技术是一门新兴的、应用于电力领域的电子技术，具体来说就是使用电力电子器件，控制和变换电能的技术，而且，电力电子技术可以变换出小到数w甚至1w及以下，大到数百MW甚至GW以上的“电力”，由此可以看出，其具体的用途就是电力变换。而且，近年来，电力电子技术被广泛应用于实际生活中，极大的提高了人们的生活质量，例如，电力电子技术中的新能源发电技术，不仅为广大居民提供了更加优质的电能，而且有效缓解了我国的能源危机、环境危机。
1、简要介绍电力电子技术
电力电子技术分电力电子器件技术、变流技术两个分支，是现代电气化与自动化专业的专业基础课。一般认为，1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管是电力电子技术产生的标志，此后，电力电子技术逐渐成熟和发展。而今的电力电子技术是建立在电工原理、电子学、自动化控制三大学科上的一门新兴学科，属于电工类范畴，其内容主要包括电力电子电路、电力电子器件、电力电子装置及其系统，并且在一般工业、电力系统、电子装置电源、交通运输和家用电器等领域得到了广泛的运用，极大的推动了我国经济的进步与发展。
2、电力电子技术的发展
自上个世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台。以晶闸管为基础开发的可控硅整流装置，让电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，是电气传动史上的一次革命。随着电力电子技术理论研究与制造工艺水平的不断提高，电力电子器件的功能与应用迅速在得发展，先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，随着电力电子技术在更多新领域的应用与发展表明电力电子技术已经进入现代电力电子时代。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
2.1 晶闸管整流时代
大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机来提供的，在应用过程中，大约有20%的电能是以直流形式消费的，譬如电解（有色金属和化工原料需要直流电解）牵引（电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等）直流传动（轧钢、造纸等）等几大领域。大功率硅整流器能够高效率的把工频交流电转变为直流电，在上世纪六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用快速发展。国内曾经掀起了各地大办硅整流器厂的热潮，当前我国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家大多是那个时代建设的。这一时期称之为电力电子技术的晶闸管时代。
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2.2 电力电子技术的逆变时代
上世纪70年代后，随着自关断器件的出现，电力电子技术进入了逆变时代。当时的世界范围的能源危机，让交流电机变频调速因节能效果显著而得到了迅猛发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电，大功率逆变用的晶闸管以及巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GT0）很快成为当时电力电子器件的主要角色。虽然这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变的功能，但仅局限在中低频范围内，工作频率相对较低。
2.3 现代电力电子变频器时代
上世纪八十年代后，大规模和超大规模集成电路技术得到了广泛的应用，为电力电子技术的快速发展打下了良好的基础。集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合应用。以功率MOSFET和IGBT为代表的集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件以及以低频技术处理问题为主的传统电力电子学正在向高频技术处理问题为主的现代电力电子学转变。这种现象表明，传统电力电子技术已经进入现代电力电子变频器时代。这一时期，各种新型器件应用大规模集成电路技术，向复合化、模块化的方向发展，让电力电子器件结构紧凑、体积缩小，同时能够综合不同器件的优点。这些新型器件的发展，为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，同时使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能、实现小型轻量化、机电一体化和智能化打下了重要的技术基础。
3、应用电力电子技术的具体方法
3.1 应用于可再生能源的发电
当前，虽然污染严重、储量有限的化石燃料依然是主要的电力能源，是世界能源结构的主要组成部分，但是，像风能、地热能、海洋能、太阳能、水能、生物质能等干净清洁、污染少、可再生的新能源的开发利用工作，也开始进入快速发展的阶段，这些清洁干净、可再生、不受地域资源限制的新兴绿色能源，正在被迅速的推广和使用。
3.2 应用于节约电能
3.3 应用于改造传统产业
电力电子技术是连接弱电和强电之间的纽带，使得传统产业和新兴产业能够更加便捷的利用微电子技术。在应用电力电子技术时，传统产业中的劳动环境恶劣、劳动强度大等问题得到解决，而通过工业控制系统，把电能转化为劳动力，改变工人的工作环境，可以极大的提高劳动效率，节省人力资源，解决企业的安全隐患和环境问题。
3.4 应用于家用电器之中
现代工业制成品中广泛使用电力电子技术，给让人们的日常生活带来了极大的便利，例如，利用电力电子变频技术，可以使家用电器做到方便、节能，节省使用成本，提高电能的利用率。
4、结束语
总之，电力电子技术是一个较年轻但极具发展前途的产业。是智力、信息、知识密集型的技术，有非常高的实用性，应用范围非常的广，每个用电产品几乎都可以牵涉到电力电子技术，同时电力电子技术可以达到高效节能的目的。这个行业也必将进一步得到发展，必将节省更多的能源，为国民经济服务，成为国民经济中的一个重要产业。
参考文献：
[1]电力电子技术的发展及应用探究[J].张秀菊，张剑枢.山东工业技术.2015（21）
[2]电力电子技术的发展及应用探究[J].周鹏.品牌.2015（03）
[3]电力电子技术的发展及应用探究[J].张娜.电子技术与软件工程.2015（03）
论文作者:廖杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
标签：电力论文; 电子技术论文; 电能论文; 晶闸管论文; 技术论文; 时代论文; 电子器件论文; 《基层建设》2018年第21期论文;